一、基本情况
碳纤维是一种由纯碳构成的纤维材料。它是一种具有高强度和高模量（刚度）的材料，同时也非常轻。碳纤维由数百到数千根纤维丝组成，每根纤维丝又由碳原子的结晶排列组成。碳纤维的制造过程通常从聚丙烯腈（PAN）纤维或煤焦油等原料开始。首先，原料纤维会被加热至高温，并在氧气的存在下进行氧化处理，形成聚丙烯腈纤维的预氧化纤维或煤焦油纤维。接下来，这些预氧化纤维会被进一步加热至更高温度，使其经历一个碳化过程，其中纤维中的非碳元素被去除，最终形成纯碳纤维。碳纤维力学性能优异，轻于铝，却强于铁，且具有高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等优异特性。碳纤维的结构特点使其具有许多优点。首先，它具有极高的强度，比许多传统的结构材料如钢更强。其次，碳纤维的重量非常轻，相对密度低，因此在许多应用中可以实现重量的减轻。此外，碳纤维还具有优异的刚度（模量），使其能够抵抗变形和挠曲。碳纤维上游属于石油化工行业，先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯，并经氨氧化后得到丙烯腈；丙烯腈经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝。由于其出色的性能，碳纤维在各个领域得到广泛应用。在航空航天领域，碳纤维被用于制造飞机结构、卫星和航天器部件，以提高飞行性能和燃油效率。在汽车工业中，碳纤维被用于制造高性能赛车和豪华汽车的车身和零部件，以实现重量减轻和提高安全性能。此外，碳纤维还用于体育用品、船舶、建筑和能源领域等。
产业链情况
资料来源：智研咨询整理
二、上游分析
碳纤维行业技术壁垒高，碳化氧化是最为关键的一步，碳纤维的主要原料丙烷可从原油中制得，丙烷经选择性催化脱氢（PDH）可得到丙烯。近年来我国原油产量呈现上升的态势，2019年我国原油产量为1.92亿吨，2022年我国原油产量上升至2.05万吨。
2019-2022年中国原油产量情况（亿吨）
资料来源：国家统计局、智研咨询整理
丙烯腈是一种重要的化工原料，广泛应用于纤维、塑料、橡胶和化学品等领域。最常见的应用之一是用于生产聚丙烯腈纤维（PAN纤维），这是制造碳纤维的主要原料。近年来我国丙烯腈产量呈现上升的态势，2019年我国丙烯腈产量为206.8万吨，而2022年上升至283.3万吨。
2019-2022年中国丙烯腈产量情况（万吨）
资料来源：国家统计局、智研咨询整理
近年来我国丙烯腈的消费量也呈现上升的态势，2019年消费量为233.6万吨，2022年将上升至280万吨。
2019-2022年中国丙烯腈消费量情况（万吨）
资料来源：公开资料整理
相关报告：智研咨询发布的《2023-2029年中国碳纤维行业发展现状调查及市场分析预测报告》
三、中游分析
从近年来我国碳纤维产量情况来看，呈现逐年上升的态势，2019年我国碳纤维的产量为1.2万吨，2022年产量大幅上升至4.43万吨。
2019-2022年中国碳纤维产量情况（万吨）
资料来源：公开资料整理
碳纤维行业属于国家战略性新兴产业，在轻量化市场具有广阔的发展前景，近年来我国碳纤维行业市场规模呈现上升的态势。2021年我国碳纤维行业市场规模为15.88亿美元，预计2022年我国碳纤维行业市场规模将突破18亿美元。
2019-2022年中国碳纤维行业市场规模情况（亿美元）
资料来源：公开资料整理
四、下游分析
风电叶片是碳纤维重要的应用场景。近年来我国风电发电累计装机容量呈现上升的态势。2022年，中国风电行业运行平稳，截至12月底，全国风电装机容量36544万千瓦，同比增长11.2%。
2019-2022年中国风力发电累计装机容量情况（万千瓦）
资料来源：国家统计局、智研咨询整理
体育行业也是碳纤维重要的应用场景之一。2020年受到疫情冲击我国体育行业市场规模出现一定程度下降，而后市场回暖，预计2022年我国体育行业市场规模将突破30000亿元。
2019-2022年中国体育行业市场规模情况（亿元）
资料来源：公开资料整理
汽车制造行业是碳纤维重要的应用下游之一。从近年来我国的汽车销量情况来看，2021年开始我国汽车产销量恢复增长态势，2022年我国汽车实现产销量2702.1万辆、2686.4万辆。2023年一季度我国汽车产量为621.0万辆，销量为607.6万辆。
2017-2023年一季度中国汽车产销量（万辆）
资料来源：中汽协、智研咨询整理
相关文章
